DE2425303B2 - Schaltungsanordnung zur logischen verknuepfung wechselspannungsfoermiger eingangssignale - Google Patents

Schaltungsanordnung zur logischen verknuepfung wechselspannungsfoermiger eingangssignale

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DE2425303B2 DE19742425303 DE2425303A DE2425303B2 DE 2425303 B2 DE2425303 B2 DE 2425303B2 DE 19742425303 DE19742425303 DE 19742425303 DE 2425303 A DE2425303 A DE 2425303A DE 2425303 B2 DE2425303 B2 DE 2425303B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der nach Patent 19 33 713 die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt sind und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, dh gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistorsperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager büden und die impuisspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstnfe uem Ausgans: zugeführt wird.
Fine derartig.- Schaltungsanordnung erfüllt die Aufgabe, fehlersicl'cr mit binärer Wirkung zu arbeiten, jede Schaltungsanordnung für sich bildet einen Logikbaustein.
Unter Fehlersicherheil wird dabei verstanden, daß beim Auftreten beliebiger Fehler innerhalb und außerhalb der Bausteine niemals ein gefährlich fehlerhaftes Ausgangssignal auftreten darf. Führt ein Logikbaustein nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangsbedingungen am Ausgang ein 0-Signal, so darf beim Auftreten eines inneren Defektes (Bauelementeausfall) kein L-Signal am Ausgang auftreten. Führt der Baustein am Ausgang ein L-Signal nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangssignalen, muß der Ausgang beim Auftreten eines inneren Fehlers nach 0-Signal wechseln und in diesem Zustand bleiben, auch wenn die Eingangssignale erneut wechseln, jeder Störungsfall bringt den Ausgang des fehlcisicheren Bausteins in den Grundzüstand »Null«.
Ein logisches Gesamtsystem muß enthalten: UND-, ODER-, NICHT-, SPEICHER-Einheiten. Mit der gemäß des Hauptpatentes angegebenen Schaltungsanordnung lassen sich UND- und ODER-Einheiten sowie beliebige Verknüpfungen beider Einheiten realisieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die für ein logisches, fehlersicheres Gesamtsystem erforderliche Schaltungsanordnung zur Realisierung einer fehlsicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang und einem Kontrollausgang anzugeben.
Di<*se Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale zur Realisierung einer fehlersicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang gelöst:
a) Die Eingangssignale liefern Versorgungsspannungen entgegengesetzter Polarität für einen ersten Sperrschwinger mit einem ersten Ausgang und einen zweiten Sperrschwinger mit einem zweiten Ausgang,
b) durch ein gemeinsames Leiterstück beider Sperrschwinger ist die Versorgungsspannung des zweiten Sperrschwingers dem ersten Sperrschwinger zugeführt und spent diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes,
c) die Signale an dem zweiten Ausgang und dem Komplementiereingang sind bezüglich ihrer logischen Wertigkeit identisch,
d) die internen Bezugspotentiale der beiden Sperrschwinger sind zusammengelegt,
e) das gemeinsame, interne Bezugspotential ist mit dem externen Bezugspotential der Ausgangskreise verbunden.
Weitere Maßnahmen hinsichtlich der Fehlersicherheit werden erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Emitteranschlüsse der in den Sperrschwingern verwandten Transistoren an das gemeinsame, interne Bezugspotential über gekreuzte Leiterbahnen vorgenommen werden, und daß das externe Bezugspotential der Ausgangskreise mit dem gemeinsamen, internen Bezugspotentia! der Sperrschwingerschaltungen über die Leiterbahn, welche den zweiten Sperrschwinger an das gemeinsame, interne Bezugspotential anschließt, verbunden ist, und daß Anschlußpunkte einzelner Leiterbahnstücke an dem Leiter für das gemeinsame Bezugspotential jeweils voneinander getrennt angeordnet sind und daß die in den Sekundärkreisen eingeschalteten Gleichrichteranordnungen als Glätlungskapazitäten zwischen den gleichgerichteten Eingangssignalen und den internen Bezugspotentialen angeordnete Plattenkeramikkondensatoren mit zwei an jedem Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen enthalten und daß das gemeinsame Leiterstück zu einem Teil aus der nicht am internen Bezugspotential liegenden Metallbeschichtung der Glättungskapazität besteht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1, 2 und 3 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild gemäß der Erfindung. Mii Ei, E2 sind die wechselspannungsförmigen Eingangssignale und mit A1, A2 die wechselspannung·^ förmigen Ausgangssignale bezeichnet. Beide Eingängeweisen getrennte Eingangsübertrager 4, 5 auf. In die Sekundärkreise dieser Übertrager sind Mittel zur Gleichrichtung 6, 7 sowie zur Arbeitspunkteinstellung 1, 2, 3 der Sperrschwinger Si, S2 eingeschaltet. L0 ist ein gemeinsames Leiterstück beider Sperrschwingcrschaltungen. Über die Verbindung Li werden die Leiterbahnen Li und L2 für das interne Bezjgspotential der beiden Eingangskreise zusammengeschaltet. Die gekreuzten Leiterstücke L\ und L2' verbinden die Sperrschwinger Si und S2 mit dem Leiter für das gemeinsame interne Bezugspotential.
Die prinzipielle Wirkung dieser Schaltungsanordnung ist die folgende:
Die Dotierung der in den Sperrschwingern S, und S2 verwendeten Transistoren ist so gewählt, daß beispielsweise der Sperrschwinger Si mit negativer Versorgungsspannung -(Ui) und der Sperrschwinger S2 mit positiver Versorgungsspannung +(U2) arbeitet. (Selbstverständlich kann sowohl eine entgegengesetzte als auch eine gleichartige Dotierung bei entsprechender Umkehr der Spannungsvorzeichen gewählt werden.) Diese Versorgungsspannungen -(U\) und +(U2) werden von L-wertigen Eingangssignalen E, und E2 nach Gleichrichtung geliefert.
Dabei ist die erfindungsgemäße Schaltung so aufgebaut, daß vermöge des gemeinsamen Leiterstük- (« kes La die positive Versorgungsspannung +(U2) des Sperrschwingers S2 gleichzeitig dem Sperrschwinger Si zugeführt wird und diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes sperrt.
Dagegen hat die negative Versorgungsspannung (15 -(U\) des Sperrschwingers Si keinen Einfluß auf den Sperrschwinger S2. Ein L-wertiges E2-Signal führt somit stets zu einem L-wertigen /t2-Signal und einem 0-wertigen £1-Signal und ein 0-wertiges ErSignal liefert ein 0-wertiges A2-Signal. ohne den Arbeitspunkt des Sperrschwingers Si zu beeinflussen.
Insgesamt werden hierdurch die wechselspannungsförmigen Ausgangssignale Au A2 mit den wechselspannungsförmigen Eingangssignalen £Ί, E2 entsprechend den logischen Funktionen
A\ = E, ο E2
A> = E2
bzw. der Wertetafel Ei Ai Ai
£1 0 L 0
L 0 L
0 L 0 L
L 0 0 0
0
miteinander verknüpft.
Der Ausgang A2 dient gemäß der Erfindung zur Fehlererkennung in Zusammenschaltung mit weiteren Moduln, da A2 die Schaltung bezüglich interner und externer Fehler (Eingang E2) prüft.
Insbesondere wird über den Ausgang Ai das für die Realisierung der logischen Verknüpfung
A\ =
E2
gemäß der Erfindung wesentliche Schaltungsmerkmal kontrolliert, daß wie oben dargelegt, ein L-wertiges E2Signal den Sperrschwinger Si sperrt:
Eine notwendige Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist, daß das gemeinsame Leiterstück L0 aufgrund eines L-wertigen fi-Signals positives Potential +(U2) führt. Dies ist aber zugleich auch eine notwendige Voraussetzung für ein L-wertiges 42-Signal, so daß bei einem L-wertigen ArSignal unter der Voraussetzung einer intakten Sperrschwingerschaltung Si mit Sicherheit der Arbeitspunkt des Sperrschwingers S\ verschoben ist. Ist der Sperrschwinger Si defekt, führt sein Ausgang/A1O-SJgIIaI.
Voraussetzung für die Fehlersicherheit ist, daß die internen Bezugspotentiale der beiden Eingangskreise über das Leiterstück Z.3 miteinander verbunden sind. Diese Verbindung wird mit Hilfe der gekreuzten Anschlüsse der Leiter L\ und L2, welche die Sperrschwinger Si und S2 mit dem internen Bezugspotential verbinden, auf Unterbrechung hin geprüft.
Eine eventuelle Unterbrechung der Verbindung L3 führt zu 0-wertigen Ausgangssignalen A\ und A2.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
Wechselspannungsförmige Eingangssignale Ei, E2 an den Eingangsübertragern 4, 5 liefern nach Gleichrichtung 6, 7 und Glättung 9, 10 negative bzw. positive Versorgungsspannungen für die Sperrschwinger Si bzw. S2, bestehend aus dem Transistor 14 mit de; , Rückkopplungsübertrager 15 bzw. dem Transistor 22 mit dem Rückkopplungsübertrager 23. Durch Jie Zenerdioden 11, 8 werden diese Versorgungsspannungen stabilisiert.
Die von dem Sperrschwinger Si bzw. S2 gelieferte Impulsspannung wird sekundärseitig von der Transistorstufe 16, 17 bzw. 24, 25 verstärkt dem Ausgang A\ bzw. A2 zugeführt.
Die Spannungsteiler 2, 3 bzw. 18, 19 dienen der Arbeitspunkteinstellung der Transistoren 14 bzw. 22.
Dabei ist der Widersland 3 hochohmig gewählt, um hohes positives Potential am Kondensator 9 aufrechtzuerhalten, wenn der Eingang £2 mit einem 1.-wenigen Signal belegt wird.
Der zum Widerstand 19 parallel geschaltete Kondensator 20 unterstützt die Schwingungserzeugung des Sperrschwingers Si.
Der Widerstand 1 dient der Stabilisierung von Schwingfrequenz und Tastverhältnis bei der Schwingschaltung Si, während der Widerstand 12 die Empfindlichkeit derselben und damit ihre Schaltschwelle in Abhängigkeit vom Eingangssignal E\ bestimmt.
Die Widerstände 13 und 21 sorgen jeweils für die Kollektorstrombegrenzung. Sie bestimmen ferner Schwingfrequenz und Tastverhältnis.
Ebenso wie in dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 werden über die Verbindung L3 die Leiterbahnen L\ und I-2 für das interne Bezugspotential der beiden Eingangskreise zusammengeschaltet.
Die gekreuzten Leiterstücke L\ und L2 verbinden die Sperrschwinger S\ und S2 mit dem Leiter für das gemeinsame, interne Bezugspotential.
Die Glättungskapazitäten 9, 10 sind speziell ausgebildete Plattenkeramikkondensatoren mit zwei an jedem Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen, wie sie bereits in der Patentanmeldung P 24 19 205 vorgeschlagen worden sind. Ein derartiger Kondensator bietet im Rahmen des Konzepts der Fchlersicherheit den Vorteil, daß bei einem auftretenden Defekt an diesem der Stromfluß über den Plattenbelag zur Spannungsversorgung der Sperrschwingcrschaltungen unterbrochen wird. Wie der !■' i g. 2 zu entnehmen ist, besieht das gemeinsame Leiterstück /.< > der eingangsseiligen Sekundärkreise zu einem Teil aus der nicht mit s dem gemeinsamen, internen Bezugspotential verbundenen MctiillbeschichUing des Plattcnkeramikkondensütors 10, so daß ein Defekt dieses Kondensators bewirkt, daß sowohl die Versorgungsspannung des Sperrschwingers & als auch die Basisspannung des Sperrschwingers Si derart absinkt, daß die Ausgänge A\ und A7 0-Signalc führen.
Um die Störempfindlichkeit des Bausteins weiter herabzusetzen, ist das externe Bezugspotential M der Ausgangskreise mit dem gemeinsamen, internen Be-
is zugspotential der Sperrschwingerschaltungen verbunden worden. Diese Verbindung wird über das Leilerstück L-i hergestellt und kann somit vom Ausgang /I2 kontrolliert werden, da ein Bruch oder Abriß dieses Leiters zu einem 0-Signal am Ausgang A2 führt. Dabei
xo ist beispielsweise die Leiterbahnführung im Sekundärkreis des Übertragers 23 so gewählt, daß die Anschlußstellen P\ und P2 des Leiters I.2 und des Emitters vom Transistor 24 an das externe Bezugspotential 11 getrennt liegen. Durch diese Maßnahme wird
js eine mögliche Schleifenbildung extern angeschlossener Stromkreise in den Modul hinein vermieden. Beispielsweise könnte eine Schaltungsanordnung nach Fig. 3a bei einem Leitungsbruch zu einer unerwünschten Stromverzweigung nach F i g. 3b führen.
Hierzu 2 Matt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der nach Patent P 19 33 713 die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt sind und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden und die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des 1 s Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Versiärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale zur Realisierung einer feh/ersicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang:
a) Die Eingangssignale (£Ί, E2) liefern Versorgungsspannungen (Uu U2) entgegengesetzter Polarität für einen ersten Sperrschwinger (Si) mit einem ersten Ausgang (A\) und einen zweiten Sperrschwinger (S2) mit einem zweiten Ausgang (Ai).
b) durch ein gemeinsames Leiterstück (Lo) beider Sperrschwinger ist die Versorgungsspannung (U2) des zweiten Sperrschwingers (S2) dem ersten Sperrschwinger (Si) zugeführt und sperrt ^o diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes,
c) die Signale an dem zweiten Ausgang (A2) und dem Komplementiereingang (E2) sind bezüglich ihrer logischen Wertigkeit identisch,
d) die internen Bezugspotentiale der beiden Sperrschwinger (Si, S2) sind zusammengelegt,
e) das gemeinsame interne Bezugspotential ist mit dem externen Bezugspotential der Ausgangskreise verbunden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitteranschlüsse der in den Sperrschwingern (S\, S2) verwandten Transistoren an das gemeinsame interne Bezugspotential über gekreuzte Leiterbahnen (Li', L2') vorgenommen werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Bezugspotential der Ausgangskreise mit dem gemeinsamen internen Bezugspotential der Sperrschwingerschaltungen über die Leiterbahn (L2'), welche den zweiten Sperrschwinger (S2) an das gemeinsame interne Bezugspotential anschließt, verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußpunkte einzelner Leiterb&hnstücke an dem Leiter für das gemeinsame Bezugspotential jeweils voneinander getrennt angeordnet sind.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,2,
3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den do Sekundärkreisen eingeschalteten Gleichrichteranordnungen als Glättungskapazitäten zwischen den gleichgerichteten Eingangssignalen und den internen Bezugspotentialen angeordnete Plattenkeramikkondensatoren (9, 10) mit zwei an jedem (>s Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen enthalten.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das gemeinsame Leiterstück (Lo) zu einem Teil aus der nicnt am internen Bezugspotential liegenden Metallbeschichtung der Glättungskapazität (10) besteht.
DE19742425303 1974-05-24 1974-05-24 Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechseispannungsförmiger Eingangssignale Expired DE2425303C3 (de)

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DE2425303B2 true DE2425303B2 (de) 1976-10-28
DE2425303C3 DE2425303C3 (de) 1977-06-23

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